Wie funktionieren eigentlich Elektroautos?

Mit ScienceX verstehen

Tecknik, die begeistert

Kommen Sie mit auf eine spannende Reise ins Reich der Elektromobilität und verstehen Sie das Prinzip, nach dem Elektroautos funktionieren. Mit ScienceX entdecken neugierige Forscher ab 8 Jahren spannende wissenschaftliche Themen, einfach und anschaulich erklärt.

1. Warum sind Elektroautos die Fahrzeuge der Zukunft?

Dafür sprechen vor allem zwei Gründe: Erstens werden die Rohölreserven immer kleiner und fest steht, dass sie eines Tages sogar ausgehen und nicht mehr zur Benzin- oder Dieselgewinnung herangezogen werden können. Zweitens ist der hohe CO2-Ausstoß der Autos ist nicht gut für unser Klima. Zwar wird versucht, durch die Entwicklung von sparsameren Verbrennungsmotoren den CO2-Ausstoß zu verringern und den Treibstoffverbrauch zu reduzieren – doch das ist nur eine kurzfristige Lösung, weil es weltweit immer mehr Autos geben wird.

2. Was hat es mit den Hybridautos auf sich?

Es gibt immer neue Ideen, die Autos auf unseren Straßen zukunftsfähig zu machen. Elektroautos werden ja meist von Elektromotoren in den Radnaben angetrieben. Die nötige Energie liefern Akkus, die an jeder Steckdose aufgeladen werden können. Weil die Speicherkapazität der Batterien aber noch relativ gering ist, haben einige Elektrofahrzeuge kleine Verbrennungsmotoren, sogenannte „Range Extender“ an Bord. Diese versorgen die Elektromotoren mit Energie, wenn der Akku leer ist. Sogenannte Hybridautos haben sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Elektromotor und einen Akku an Bord. Sollte der Akku leer sein, wird auf den Verbrennungsmotor umgeschaltet. Der Akku dieser Fahrzeuge wird in der Regel durch Bremskraftrückgewinnung und einen Generator geladen. Moderne Hybridfahrzeuge können zusätzlich auch an der Steckdose aufgeladen werden.

3. Wie und wo können Elektroautos tanken?

Die meisten Besitzer von Elektroautos nutzen ihre heimische Garage als Stromtankstelle. Allerdings kommt es darauf an, wie schnell oder langsam das geht – je nach verbauter Ladetechnik kann eine komplette Akkuladung von einer bis zu sechs oder sieben Stunden in Anspruch nehmen. Aber auch für dieses Problem gibt es schon clevere Lösungsideen, um das Tanken bei Elektrofahrzeugen zu beschleunigen. An sogenannten „Quickdrop-Stationen“ könnten Autofahrer nämlich zum Beispiel leere Akkus gegen frische Akkus austauschen. Der Wechsel der Batterien könnte vollautomatisch geschehen und würde dann nicht länger dauern als ein herkömmlicher Benzin- oder Diesel-Tankstopp.

4. Wann verbrauchen Elektroautos am meisten Energie?

Erstaunlicherweise verbrauchen Elektroautos am meisten Energie beim Bremsen – moderne Modelle schaffen es aber, diese Bremsenergie zurückzugewinnen und dadurch ihre Reichweite zu erweitern.

Sogar Formel-1-Autos machen sich diesen Mechanismus zu nutze. Die sogenannte Bremsenergierückgewinnung ist eine clevere, effiziente und umweltverträgliche Technologie und für Elektroautos sehr wichtig, weil sie dadurch weiter fahren können.

5. Wie funktionieren Elektromotoren?

Elektromotoren wandeln elektrische Energie in mechanische Energie um. Dieses Prinzip funktioniert, indem ein stromdurchflossener Draht von einem Magnet abgelenkt wird. Daher bestehen Elektromotoren immer aus einem feststehenden magnetischen Bauteil und einem beweglichen magnetischen Bauteil, das sich um die eigene Achse dreht. Vereinfacht gesagt, werden im Motor nun der feste und der bewegliche Magnet nebeneinander angebracht und je nach Polung ziehen sie sich an oder stoßen sich ab. Polt man nun durch einen Schalter (oder andere technische Lösungen) das dabei entstehende Magnetfeld genau zum Zeitpunkt der größten Anziehung oder Abstoßung um, so erzeugt man dadurch eine schnelle und kraftvolle Drehbewegung. Diese Drehung wird auf die Räder eines Elektroautos übertragen.

6. Kann man auch selbst ein Elektroauto als Modell bauen?

Das geht tatsächlich! Mit dem ScienceX Experimentierkasten Elektroauto können Sie und Ihr Kind gemeinsam ein Elektroauto bauen – alle benötigten Bauteile und eine Bauanleitung werden mitgeliefert. Dazu gibt es spannende Experimente, die am Modell verdeutlichen, wie das Tanken mit Solarenergie funktioniert oder wie schlau die Energiegewinnung durch Bremsen ist.

Ravensburger ScienceX® Faszination Elektroauto

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